Особенности привода гидравлических прессов

В зависимости от назначения гидропривод прессов подразделяют на силовой, вспомогательный, привод управления (сервопривод), привод синхронизации и др. Несмотря на различное назначение гидропривода, он содержит определенные элементы, что позволяет подразделить насосный привод на насосный безаккумуляторный, насосный аккумуляторный и насосный мультипликаторный.

Основной привод, определяющий тип гидравлического пресса, - это силовой насосный, который осуществляет возвратно-поступательное движение рабочего органа - подвижной поперечины (ползуна).

1. Насосный безаккумуляторный.

Широко распространен для гидропрессов с небольшим номинальным усилием. В данном типе привода используют насосы постоянной и регулируемой производительности.

Применение насосного безаккумуляторного привода в прессах, предназначенных для выполнения технологических операций с пиковым характером графика деформирующего усилия, приводит к увеличению установочной мощности привода, хотя позволяет повысить КПД привода. Это является основным недостатком привода с насосами постоянной производительности. Для устранения недостатка применяют насосы различной производительности и давления или насосы с регулируемой подачей жидкости.

Насосным безаккумуляторным приводом с насосами постоянной подачи оснащают ковочные, листоштамповочные прессы для вытяжки, прессы для холодной штамповки выдавливанием и др.

Подача жидкости насосом может изменяться в процессе рабочего хода, что позволяет увеличить экономичность гидропривода в результате постоянства потребляемой мощности, снизить его установочную мощность и обойтись без золотниковых распределителей и дополнительных трубопроводов. Однако, для прессов с номинальным усилием свыше 50 МН стоимость насосов с вспомогательным приводом для регулирования подачи жидкости в процессе рабочего хода выше, чем стоимость насоса с постоянной подачей и золотниковым распределением.

Насосный безаккумуляторный привод с насосами переменной подачи целесообразно применять для прессов, предназначенных для гибки, объемной штамповки, брикетирования, пакетирования и других технологических операций, имеющих пиковый график деформирующего усилия.

На рис.6.4 показана принципиальная схема установки гидравлического пресса с насосным аккумуляторным приводом:

а) Сеть низкого давления, питающая насосы и пресс на определенных этапах его рабочего цикла (поз. 4, 5, б, 7, 9).

б) Насосная установка 10.

в) Сеть высокого давления с аккумуляторами и распределительными устройствами управления прессом (поз. 11, 12, 13, 14, 3 и 2).

г) Собственно пресс (поз. 1, 15, 16).

Рис. 6.4. Принципиальная схема установки гидравлического пресса с насосно-аккумуляторным приводом

2. Насосный аккумуляторный.

Аккумулятор в приводе накапливает энергию во время холостых ходов и технологических пауз и расходует ее в процессе рабочего хода. Наличие аккумулятора в приводе позволяет выбирать мощность электродвигателя по средней мощности гидродвигателя, что позволяет снизить установочную мощность электродвигателя в приводе.

Недостатком насосного аккумуляторного привода прессов являются большие потери энергии при выполнении технологических операций, график усилий которых имеет пиковый характер.

3. Насосный мультипликаторный.

Если рабочее усилие, необходимое для выполнения технологической операции, меньше номинального, то вследствие перепада давлений в аккумуляторе и рабочем цилиндре увеличивается скорость течения жидкости в трубопроводе. В результате возрастают потери энергии на преодоление местных сопротивлений и по длине трубопровода. Запасенная аккумулятором энергия расходуется на нагрев жидкости. Для устранения этого недостатка в конструкциях насосного аккумуляторного привода прессов предусматривают возможность повышения усилия через определенные интервалы (ступени). Это возможно, если гидродвигатель имеет не один, а несколько рабочих цилиндров. Но габариты гидравлического пресса в плане определяются количеством рабочих цилиндров. Один из путей сокращения габаритов - повышение давления жидкости. Для этого в насосный аккумуляторный привод включают мультипликатор давления.

Гидравлические цилиндры (гидродвигатели подвижной поперечины) могут быть выполнены поршневыми или плунжерными. Поршневые цилиндры применяют при использовании в качестве рабочей жидкости минеральных масел, обладающих достаточной вязкостью для исключения утечек между поршнем и стенками цилиндра. Плунжерные цилиндры применяют, если рабочая жидкость - водная эмульсия, вязкость которой недостаточна, чтобы исключить утечки через поршень при использовании обычных уплотнительных устройств. Выбор в качестве рабочей жидкости эмульсии или масла определяется в значительной степени назначением и конструкцией пресса. Так, в гидравлических прессах, предназначенных для ковки или горячей объемной штамповки, минеральное масло рекомендуют не применять по требованиям пожарной безопасности. Однако для прессов с нижним расположением привода и при условии герметичных в пожарном отношении перекрытий масло можно применять.

Основное преимущества минерального масла - применение распределительных устройств и уплотнений более простых конструкций, повышенных скоростей без опасности возникновения сухого трения. Возможно также увеличивать частоту вращения, что позволяет исключать редуктор, применять насосы ротационного типа с постоянной подачей и бесступенчатым регулированием подачи.